IMMUNTOXIKOLÓGIA Dr. Biró Anna

Az előadások a következő témára: "IMMUNTOXIKOLÓGIA Dr. Biró Anna"— Előadás másolata:

1 IMMUNTOXIKOLÓGIA Dr. Biró Anna
Országos Kémiai Biztonsági Intézet Budapest ELTE, TTK, 2009

2 IMMUNTOXIKOLÓGIA Az immuntoxikológia a munkahelyi, környezeti és terápiás expozíció hatására az immunrendszerben bekövetkező károsító/módosító hatásokat vizsgálja.

3 betegségek kialakulásának
Környezeti hatások Életmód Munkahelyi ártalom Immunrendszer működésének zavara Fertőzés iránti hajlam fokozódása Krónikus, nem fertőző betegségek kialakulásának esélye nő Daganati kockázat növekedése

4 Az expozíció hatására kialakuló immunológiai eltérések korai kimutatása PRIMER PREVENCIÓ

5 Elsődleges és másodlagos nyirokszervek
Immunbiológia, Erdei et al

6 A vér alakos elemeinek eredete
Immunbiológia, Erdei et al

7 Limfocitapopulációk effektor funkciói
Immunbiológia, Erdei et al

8 A természetes és az adaptív immunrendszer
PATOGÉNEK INVÁZIÓJA TERMÉSZETES IMMUNRENDSZER ADAPTÍV IMMUNRENDSZER Barrierek: bőr, nyálkahártya Szolubilis elemek: CRP, SAP, MBL, komplement rendszer Sejtes elemek Sejt-közvetitett immunitás (T sejtek) Ellenanyag-közvetített immunitás (B sejtek) NK sejtek Fagociták CD5+B sejtek g/d T sejtek

9 Tumorellenes immunválasz
Daganatos elfajulást okozhatnak: Kémiai karcinogének (benzol) Sugárzás (UV, ionizáló sugárzás) Vírusok (RSV) A tumorossá fajult sejtek felismerése és elpusztítása is az immunrendster feladata, melyben a sejtközvetített immunitásnak jut fő szerep. Citotoxikus T sejtek NK sejtek

10 Példák immuntoxikus anyagokra rágcsálóban és emberben
Toxikus vegyi anyag Immunológiai eltérés Rágcsálóban Emberben 2,3,7,8-tetrakloro-dibenzo-dioxin (TCDD) + Poliklórozott bifenilek (PCB) Polibrómozott bifenilek (PBB) Hexaklórbenzol Diklór-difenil-triklórmetán (DDT) Benz(a)pirén nem ismert 7,12-dimetilbenz(a)antracén Benzidin Benzol, toluol, xilol Ólom Kadmium Higany NO2 és ózon Azbeszt Dimetil-nitrózamin Dietil sztilbesztrol

11 Immuntoxicitási tesztek laboratóriumi állatokon
Tesztelt fajok Ø   Elsősorban rágcsálók Ø   Kutyák Ø    Nem emberszabású főemlősök Vizsgálati Rendszerek Ø   Szisztémás hatás Ø    Lokális hatás Kezelés Ø   Orális Ø   Dermális Ø   Szem OECD Guidelines for the Testing of Chemicals „A 14 vagy 28 napos szubakut orális toxicitás vizsgálata rágcsálókon” kvalitatív és kvantitatív vérkép lép hisztopatológiai vizsgálata „90 napos szubakut orális toxicitás vizsgálata rágcsálókon” lép,tímusz,nyirokcsomó,csontvelő hisztopatológiai vizsgálata

12 Immuntoxicitási tesztek laboratóriumi állatokon
Nem funkcionális vizsgálatok (1. lépcső) Kvalitatív és kvantitatív vérkép Szervsúlyok (tímusz, lép, nyirokcsomók) Hisztopatológiai elváltozások (tímusz, lép, elvezető és messzebb elhelyezkedő nyirokcsomó, Peyer-plakk, stb) Szérum immunglobulin (IgG, IgM, IgE, IgA) szint mérése Combcsontból származó csontvelő sejtek abszolút száma és megoszlása Leukocita szám a bronchoalveoláris mosófolyadékban, peritoneális üregben és bőrben Leukocita felszíni antigének vizsgálata

13 Hexaklórbenzol hatása az immunológiai paraméterekre (1. lépcső )

14 Immuntoxicitási tesztek laboratóriumi állatokon
Funkcionális vizsgálatok (2. lépcső) Makrofágok fagocitáló képességének vizsgálata NK sejtek citolitikus aktivitásának mérése Elsődleges (IgM) és másodlagos (IgG) antigén- specifikus ellenanyag válasz meghatározása B sejt proliferáció mitogén ( pl. LPS) hatására T sejt proliferáció mitogén (Concanavalin A vagy fitohemagglutinin) hatására Citotoxikus T limfociták citolitikus aktivitásának vizsgálata Késői típusú hiperszenzitivitási teszt (pl. szenzitizáció BCG-vel, majd előhívás tisztított fehérjével. Kiértékelés a talp vagy fül duzzanatának mérésével)

15 Immuntoxicitási tesztek laboratóriumi állatokon
Funkcionális vizsgálatok (2. lépcső) Host rezisztencia modellek vizsgálata: Baktériumok ellen (Listeria monocytogenes, Streptococcus törzsek, kiértékelés hisztopatológia vagy elhullás alapján) Vírusok ellen (Citomegalovírus, influenza) kiértékelés hisztopatológia vagy elhullás alapján) Tumorok ellen (tumorsejtek injektálása, kiértékelés a metasztázisok száma alapján) Autoimmun modellek: indukált vagy spontán autoimmun betegségek előfordulását és súlyosságát befolyásolja-e az adott anyag.

16 Az immunrendszert károsító anyagok
Az immuntoxikus anyagok támadáspontja széleskörű: Ø  befolyásolhatják bármely immunsejt képződését, érését, osztódását, differenciálódását Ø  károsíthatják az immunsejtek működését Ø  károsíthatják az immunrendszer szabályozását Az immunrendszer funkciójára hathatnak: Ø  gátlólag (immunszuppresszió) Ø  serkentőleg (hiperszenzitivitás) Az immunszuppresszió fertőzésekre és daganatos megbetegedésekre hajlamosíthat, a hiperszenzitivitás pedig gyulladáshoz, allergiához, asztmához és autoimmun betegségekhez vezethet.

17 Az immuntoxikus anyagok hatásai:
Ø  lehetnek közvetlenül toxikusak sejtek pusztulása szövet degenerációja- atrófia, fibrózis funkciógátlás fokozott aktivitás (timusz, csontvelő) Ø  kiválthatnak antigén-specifikus választ túlérzékenységi reakciók gyulladásos folyamatok, szöveti roncsolás (bármely szerv érintett lehet: légzőszervek, bőr, emésztőrendszer, urogenitális szervek, ízületek, központi idegrendszer)

18 Azonnali típusú reakciók
A túlérzékenységi reakciók Elnevezés Hatás Mechanizmus Megnyilvánulási formák Azonnali típusú reakciók I. Azonnali típusú túlérzékenység (allergiás reakció) 1-2 perc IgE mediátorok (pl hisztamin) szabadulnak föl a hízósejtekből. Lokális anafilaxia, szénanátha, asztma, csalánkiütés,ekcéma, ödéma, ételallergia Szisztémás:anafilaxia II. Ellenanyag mediált citotoxikus reakció 4-8 óra IgM vagy IgG komplement aktiválás vagy ADCC révén elpusztítják a célsejteket. Transzfúziós reakció, fetális eritroblasztózis, autoimmun hemolitikus anémia III. Immun-komplex mediált reakció (immunkomplex betegség) 2-8 óra antigén-ellenanyag komplexek a szövetekben lerakódva komplement aktiválás révén gyulladást okoznak. Lokalizált: Arthus-reakció Generalizált szérumbetegség, egyes glomerulonefritiszek, SLE Késői típusú reakció IV.Sejtközvetített reakció (késői típusú hiperszenzitivitás, DTH) 1-3 nap A szenzitizált TH1 sejtekből felszabaduló citokinek aktiválják a makrofágokat és a citotoxikus T sejteket. Granulóma képződés, kontakt dermatitisz, graftkilökődés, tuberkulotikus léziók

19 Allergiát okozhatnak:
Platina sói Gyapot por Zöld kávébab Papain Hasnyálmirigy kivonat Penész Antibiotikumok Formaldehid Organofoszfát növényvédők Hemolitikus anémiát okozhatnak: Penicillin Cefalosporin Kinin

20 Vegyületek, melyek autoimmun betegségeket okozhatnak érzékeny egyénekben
Izoniazid (antibakteriális szer) SLE Chlorpromazine (antipsychotikus vegyület) Etoszuximid (antiepileptikum) Halothane (anesztetikum) Hepatitisz Vinilklorid Szkleroderma-szerű betegség Triklór-etilén SLE: Szisztémás lupus eritematusus

21 Fontosabb immuntoxikus anyagok I.
Toxikus vegyi anyag Hatás Immunszuppresszáns gyógyszerek pl.ciklosporin-A Sokrétű immunszuppresszió T effektor funkciók gátlása Szteroidok: Nemi hormonok Glükokortikoidok Ösztrogén hatású xenobiotikumok pl DDT, tetrahidro-kannabinol, dietil-sztilbesztrol (szintetikus ösztrogén) A hím nemi hormonok általában immunstimuláns, a női nemi hormonok immunszuppresszív hatásúak Immunszuppresszió-a sejtek aktivációjának és osztódásának gátlása Tímusz visszafejlődése, celluláris immunválasz és NK sejt aktivitás gátlása, mononukleáris fagocita-sejtek aktiválódása Növényvédőszerek Organotin vegyületek Organoklorin vegyületek DDT,chlordane Organofoszfor vegyületek parathion,malathion,dichlorvos Csökkent T és NK sejt aktivitás Csökkent T aktivitás Immunszuppresszió, ellentmondó adatok

22 Fontosabb immuntoxikus anyagok II.
Toxikus vegyi anyag Hatás Oldószerek Benzol Hexéndiol Fehérvérsejtszám csökkenés, csökkent ellenanyag válasz, fokozott érzékenység TBC-re és tüdőgyulladásra Hatására csökken a tímusz és lép nagysága, csökkent ellenanyag válasz Halogénezett szénhidrogének 2,3,7,8-tetrakloro- dibenzo-dioxin (TCDD) Hexaklórbenzol Poliklórozott bifenilek (PCB) Timusz atrófia, csökkent sejtközvetített immunitás Bőrelváltozások, arthritis Csökkent ellenanyag válasz, csökkent szérum ellenanyag szint Policiklusos aromás szénhid-rogének (PAH) pl. benz(a)pirén 3-metilkolantrén Karcinogének, immun-szuppresszánsok, gátolják a humorális és a sejtköz-vetített immunválaszt Toluol-diizocianát Kontakt dermatítisz, asztma

23 Fontosabb immuntoxikus anyagok III.
Toxikus vegyi anyag Hatás Fémek Cd Pb Hg Csökkent sejtközvetített immunválasz, fagocitózis és NK aktivitás Csökkent ellenanyag válasz, fertőző betegségekkel szemben fokozott érzékenység, immunkoplexek által okozott glomerulonephritis Gátolja mind a természetes mind az adaptív immunválaszt Azbeszt Gyulladás, fibrózis Csökkent elsődleges ellenanyag válasz Szilícium Gátolja mind a humorális mind a sejtközvetített immunválaszt, fokozza a fertőzések iránti érzékenységet Opiátok Gátolják az ellenanyag termelést, a limfociták osztódását, az NK-sejtek ölőképességét és a fagocitózist

24 Toxikus anyagok előfordulása a munkahelyen/ környezetben
Antibiotikum por Gyógyszeripar Citosztatikumok Citosztatikumokkal foglalkozó kórházi osztályok, gyógyszertárak Fémek Fémfinomítás, fémfeldolgozás Formaldehid Textilipar, laboratórium Oldószerek, pl. benzol Kőolajipar Peszticidek Mezőgazdaság Policiklusos aromás szénhidrogének (PAH), pl. benz(a)pirén, 3-metilkolantrén Fosszilis üzemanyagok égéstermékeivel szennyezett levegő

25 WHO által ajánlott immuntoxicitási
tesztek 1.Vérkép (kvalitatív, kvantitatív) 2. Humorális immunválasz -elsődleges ellenanyag válasz fehérje antigén ellen, pl influenza oltás -szérum immunglobulin koncentráció 3. Limfocita szubpopulációk meghatá-rozása vérből 4. Sejtközvetített immunválasz - késői típusú hiperszenzitivitási reakció 5. Autoantitestek és gyulladás - autoantitest titer -C-reaktív protein 6. Természetes immunitás -NK-sejt ölőképesség -fagocitózis mérése 7. Klinikai laboratóriumi vizsgálat

26 Vizsgált paraméterek Limfocita szubpopulációk meghatározása:
T limfociták (CD3+) Helper T limfociták (CD3+/CD4+) Citotoxikus T sejtek (CD3+/CD8+) B limfociták (CD19+) NK sejtek (CD3/CD56+) Aktivációs markerek vizsgálata: CD25 –IL2 receptor CD71-transzferrin receptor Leukociták ölőképességének vizsgálata reaktív oxigén intermedier termelés alapján

27 Immunfenotípus meghatározása és
reaktív oxigén intermedier termelés mérése fagocitózis Reaktív oxigén gyökök termelése Granulocita aktiváció Monocita „Bursttest” Limfocita -kontroll -fMLP -E.coli -PMA T limfocita Counts B limfocita NK sejt CD3 Citotoxikus T Helper T Counts CD3 CD3 CD3 CD19 CD8 CD4 CD56

28 Vizsgálati csoportok Csoport n Kontroll 98 Kőolajipari munkások 192
Kórházi személyzet 399 Fém-exponáltak 42 Összesen: 664

29 Limfocita szubpopulációk változása
Th általában emelkedik Tc általában csökkent Th:Tc arány nő

30 Aktivációs antigének változása
A limfociták aktiváltsága fokozódik CD25, CD71, CD8+/CD25+

31 táplálkozási szokások alkohol drog
Befolyásoló tényezők Genetikai tényezők Kor Nem Betegség,fertőzés Gyógyszerek Stressz Életmód: dohányzás táplálkozási szokások alkohol drog